【正文】 ome personal information always used the lock to protect them. If use the normal keys to lock out the door, we should taken many keys with is so difficult to use. And if we lost the keys with careless, the security looks very easy to break out. As the developing of the technology,people ask for high securty satisfy this request, the cipher lock is cipher has higher security, lower cost, lower power and easy to use. Base on the thinking of the cipher lock, this design uses AT89C51 of ATMEL COMPANY to carry out the SCM digital cipher lock, its main function as follow: 1. set password with 6 words, enter the words via keybord, if enter the right number, the lock will unlock. 2. password can set and fix by yourself, you can just fix the password when the lock is keeping unlock. It need to enter the new password twice to avoid the wrong activity. 3. alarm function. If enter the wrong password, the mon will show the error message, when enter the wrong password over 3 times, the buzzer will alarm and lock the keybord at the same time. this lock is made by 3 parts: gob circuit of 4x4 matrix keybord , gob circuit of cipher lock, gob circuit of 8 way display output. other wise, the system has LED light, and warning buzzer. the main function of this cipher lock is carried out enter, clear, and change the password, and unlock the door. 1. enter the password: press one number button, one signal will show on the digital tube on the right side, pls put the to left side at the same time. 2. clear the password: press the clear button to clear all codes you have enter before. 3. change the password: use the new enter number as the new password. 4. unlock function: press the unlock button, the system will check up the enter number and password, if yes the lock will open, if not it keep lock. the main process: first, use SCM AT89C51 of ATMEL pany. second, design the theory chart with DXP 2021, and design the PCB board. third, pile the C lang. program, resemble, and test with software keil uVision3. fourth, simulate the hardware test with software PROTEUS. LAST, test the circuit board withe the software and hardware, finish. Key word : matrix keybord。 AT89C51: LED digital tube. xx 大學(xué) 2021 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) － 1 － 基于單片機(jī)的電子密碼鎖 第 1 章 緒論 背景 隨著社會(huì)物質(zhì)財(cái)富的日益增長(zhǎng)，安全防盜已成為社會(huì)問(wèn)題。而鎖自古以來(lái)就是把守門(mén)戶的鐵將軍，人們對(duì)它要求甚高，既要安全 可靠地防盜，又要使用方便，這也是制鎖者長(zhǎng)期以來(lái)研制的主題。目前國(guó)內(nèi)，大部分人使用的還是傳統(tǒng)的機(jī)械鎖。然而，眼下假冒偽劣的機(jī)械鎖泛濫成災(zāi)，互開(kāi)率非常之高。所謂互開(kāi)率，是各種鎖具的一個(gè)技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也就是 1把鑰匙能開(kāi)幾把鎖的比率。經(jīng)國(guó)家工商局、國(guó)家內(nèi)貿(mào)局、中國(guó)消協(xié)等部門(mén)對(duì)鎖具市場(chǎng)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)個(gè)別產(chǎn)品的互開(kāi)率居然超標(biāo) 26倍。 為何彈子鎖的“互開(kāi)率”會(huì)如此之高？據(jù)有關(guān)專(zhuān)家人士剖析，彈子鎖質(zhì)量好壞主要取決于彈子數(shù)量的多少以及彈子的大小，而彈子的多少和大小受一定條件的限制。此外，即使是一把質(zhì)量過(guò)關(guān)的機(jī)械鎖，通過(guò)急開(kāi)鎖， 甚至可以在不損壞鎖的前提下將鎖打開(kāi)。機(jī)械鎖的這些弊端為一種新型的鎖 電子密碼鎖，提供了發(fā)展的空間。 電子鎖 電子鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛(wèi)星電機(jī)和鎖體作為執(zhí)行裝置的機(jī)電一體化鎖具，相比傳統(tǒng)的機(jī)械鎖具，電子鎖不使用金屬鑰匙，保密性、精度都有很大提高。 電子鎖的發(fā)明思路，源自古代發(fā)明的自動(dòng)機(jī)械，例如古希臘數(shù)學(xué)家赫倫的液壓自動(dòng)門(mén)，中國(guó)古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅(qū)動(dòng)，最廣泛的用途乃是用在古代墓道的地下機(jī)關(guān)。電子工業(yè)的誕生，使得以微小電量驅(qū)動(dòng)機(jī)械成為可能，于是有了電子鎖一日千里的躍 進(jìn)。 電子密碼鎖的特點(diǎn) 電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合，完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類(lèi)很多，有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性?xún)r(jià)比較高的產(chǎn)品。現(xiàn)在應(yīng)用較廣的電子密碼鎖是以芯片為核心，通過(guò)編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其性能和安全性已大大超過(guò)了機(jī)械鎖，主要特點(diǎn)如下： 1． 保密性好 ， 編碼量多 ， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于彈子鎖。隨機(jī)開(kāi)鎖成功率幾乎為零 。 xx 大學(xué) 2021 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) － 2 － 2． 密碼可變。 用戶可以經(jīng)常更改密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免因人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。 3． 誤碼輸入保護(hù)。當(dāng)輸入密碼多次錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)啟 動(dòng)，防止試探密碼。 電子密碼鎖的發(fā)展趨勢(shì) 從目前的技術(shù)水平和市場(chǎng)認(rèn)可程度看，使用最為廣泛的是鍵盤(pán)式電子密碼鎖，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于保險(xiǎn)箱、保險(xiǎn)柜和金庫(kù)，還有一部分應(yīng)用于保管箱和運(yùn)鈔車(chē)。鍵盤(pán)式電子密碼在鍵盤(pán)上輸入，與打電話差不多，因而易于掌握，其突出優(yōu)點(diǎn)是 “密碼 ”是記在被授權(quán)人腦子里的數(shù)字和字符，既準(zhǔn)確又可靠，不會(huì)丟失（除了忘記），難以被竊（除非自己泄露）。但是密碼不能太簡(jiǎn)單，太簡(jiǎn)單了就容易被他人在鍵盤(pán)上試探出來(lái)，或者可能被旁觀者窺測(cè)出來(lái)，造成保密性不足。當(dāng)然，密碼又不能太復(fù)雜，太復(fù)雜了可能自己都糊涂了，或者輸 入密碼操作成功率低，造成使用不便。因此，為了發(fā)揚(yáng)優(yōu)點(diǎn)、克服弱點(diǎn)，鍵盤(pán)式電子密碼也在不斷發(fā)展中，如 “任意設(shè)定密碼 ”技術(shù)使得被授權(quán)人可以根據(jù)自己的需要或喜好設(shè)定密碼，常用常新；而 “自動(dòng)更改密碼 ”技術(shù)使得本次輸入的密碼將自動(dòng)更改成下次應(yīng)輸入的密碼，更改的規(guī)律不為他人所知，因而不怕旁觀者窺測(cè)；獨(dú)出心裁的“鍵盤(pán)亂序顯示 ”技術(shù)使得鍵盤(pán)上的固定鍵位每次顯示出的字符不固定，并且顯示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁觀者看見(jiàn)操作動(dòng)作也難以窺測(cè)出密碼； “多重密碼設(shè)定 ”技術(shù)使得單組密碼不一定有效，適合多人分權(quán)使用，需要 輸入兩組以上的密碼才被認(rèn)可，大大提高了保密性，如果限定輸入這些密碼的先后順序或時(shí)間區(qū)段，則保密性還可提高。在輸入密碼的過(guò)程中，為了限制試探密碼的企圖，通常輸入錯(cuò)誤碼若干次或若干時(shí)間內(nèi)輸入不正確，即 “封鎖 ”鍵盤(pán)，不再接受輸入操作?？傊?，盡管新式電子防盜鎖層出不窮，但鍵盤(pán)式電子密碼防盜鎖不僅在市場(chǎng)上居于主流地位，而且，還經(jīng)常作為其他類(lèi)型電子防盜鎖的輔助輸入手段。 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) xx 大學(xué) 2021 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) － 3 － 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 圖 2－ 1 系統(tǒng)組成 如圖 2－ 1 所示系統(tǒng)主要由 AT89C51(51 系列 )、八位數(shù)碼管、蜂鳴器、 LED、 4 4矩陣鍵盤(pán)、復(fù)位電路等組成。 系統(tǒng)可行性分析 系統(tǒng)工作原理分析： 使用 AT59C51 單片機(jī)、 4 4 矩陣鍵盤(pán)、 LED、蜂鳴器等。矩陣鍵盤(pán)分別為 0、 *、＃、 CLE、 Enter、 MODIFY。系統(tǒng)開(kāi)始顯示“ INPUT”提示輸入密碼；輸入密碼時(shí)， LED 顯示電路顯示為“ ”，當(dāng)密碼輸入完畢按下 Enter 鍵時(shí)，對(duì)輸入密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，若密碼正確則 LED 顯示電路顯示為“ PASS”提示鎖打開(kāi)；若密碼 不正確， LED 顯示電路顯示提示“ ERROR”，若連續(xù) 3 次輸入不正確，則發(fā)出警報(bào)聲同時(shí)鎖定鍵盤(pán)。 在輸入正確密碼后，按下修改鍵時(shí)， LED 顯示電路顯示“ old”提示“輸入舊密碼”，此時(shí)輸入正確的舊密碼，則顯示電路會(huì)有提示輸入新密碼在輸入新密碼后，顯示電路會(huì)再次提示“再次輸入新密碼”若兩次輸入密碼不一致，則修改密碼失敗，一致則成功。 AT89C51 數(shù)碼管 蜂鳴器 LED 4 4 鍵盤(pán) 復(fù)位電路 電源 xx 大學(xué) 2021 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) － 4 － 在修改密碼的過(guò)程中，如果一開(kāi)始輸入的舊密碼錯(cuò)誤顯示電路會(huì)顯示提示，同時(shí)系統(tǒng)返回到開(kāi)始。 若在“再次輸入新密碼”的時(shí)候輸入新密碼與前次不一致，則會(huì)返回到系統(tǒng)開(kāi)始。修改密碼完成后，系統(tǒng)自動(dòng) 清零上鎖。要再次開(kāi)鎖則需要輸入正確的密碼。 系統(tǒng)中 CEL 鍵用于退格，在輸入密碼時(shí)，若輸入錯(cuò)誤且未按下 Enter 鍵，按下 CLE可以刪除剛輸入的密碼，然后再次輸入。 為了防止惡意嘗試，系統(tǒng)才用若連續(xù)輸入 3 次錯(cuò)誤密碼則發(fā)出報(bào)警聲，且鎖定鍵盤(pán)，可以提高系統(tǒng)的安全系數(shù)，同時(shí)也能夠保護(hù)合法用戶的正常使用。 第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī) AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51 是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4K bytes的可反復(fù)擦 寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（ EPROM）和 128bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)序存器（ RAM），xx 大學(xué) 2021 屆 本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) － 5 － 器件采用 ATMEL 公司的高密度 /非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器（ CPU）和 FLASH 存儲(chǔ)單元， AT89C51 單片機(jī)為許多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活行高且價(jià)廉的方案。 主要特性 8031 CPU 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 (壽命： 1000 寫(xiě) / 擦循環(huán) ) 全靜態(tài)工作： 0Hz24KHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定 128*8 位內(nèi) 部 RAM 32 條可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 6個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 圖 3— 1 管腳說(shuō)明 VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程 序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位